Os sistemas e equipamentos que já têm alguns anos oferecem um grande potencial de poupança. Ao melhorar a geração, as instalações, a sua utilização nas máquinas e ao monitorizar os consumos, os custos energéticos podem ser reduzidos até 60%, mas a forma de o alcançar passa por analisar o sistema de ar comprimido como uma única unidade.
Para além da vontade de poupar nos custos, a adoção de medidas para a eficiência energética é impulsionada pelos regulamentos governamentais, como é o caso das diretivas europeias; as normas ISO, como a 50001, sobre gestão energética, e a 11011, específica para a avaliação dos sistemas de ar comprimido; e as normas de engenharia e de rotulagem, que se converteram em padrões.
Na geração de ar comprimido, o objetivo é que o custo do m3 não ultrapasse os 0,015 euros. No presente, o custo médio na indústria situa-se em redor dos 2 cêntimos. Com os velhos compressores, o custo disparava até aos 10 cêntimos. Os secadores por refrigeração, que costumam estar situados na sala dos compressores, são elementos muito importantes, uma vez que podem baixar a temperatura do ponto de orvalho até aos 3 °C e evitar a condensação dos líquidos dentro da rede de utilização do ar comprimido. Neste caso, com o tempo, costumam ficar subdimensionados, já que ampliam as instalações e as máquinas, mas não os secadores, e a consequência é o aumento da temperatura do ponto de orvalho nas situações mais graves, inclusive até aos 15 °C.
O problema disso é que a água condensada arrasta partículas contaminantes e o óleo dos compressores. É bom ter em conta a instalação e o correto dimensionamento dos secadores na sala de compressores.
Medidas de eficiência energética
- Reduzir as fricções entre componentes.
- Selecionar os componentes adequados. O software pode ajudar-nos a escolher os que melhor se adaptam à nossa aplicação.
- Dimensionar o atuador pneumático para as necessidades da nossa aplicação, e não instalar o maior porque sim.
- Reduzir ou compensar os pesos das cargas em movimento.
- Utilizar economizadores especialmente em geradores de vácuo tipo Venturi.
- Reduzir a pressão para o nível adequado de cada aplicação.
- Redução dos tubos que vão entre as válvulas e os atuadores; são consumidores que não são exigentes.
- Minimizar o nível das fugas, que podem representar até 30% do consumo de ar comprimido.
Como poupar do ponto de vista da instalação?
Geração de ar comprimido: a seleção de compressores apropriados, com as dimensões adequadas e o controlo e coordenação do funcionamento, são fatores decisivos para reduzir o consumo energético (até 34%) e o custo por m3.
Preparação do ar comprimido: a qualidade do ar é fundamental para aumentar a vida útil dos componentes pneumáticos do sistema e garantir o correto funcionamento do mesmo. Deve ser a indicada para a aplicação em que estamos a trabalhar. Maior qualidade do que a necessária significa custos extra; e menor qualidade, a deterioração dos componentes do sistema.
Distribuição do ar comprimido: são necessárias redes bem concebidas e dimensionadas, com o material mais adequado, estrutura em anel e a sectorização para poder cortar o ar nas áreas que não estejam produtivas.
Aplicações na maquinaria: existem inúmeras opções para diminuir o consumo energético até 49%.
Formação: trata-se de outra via para que os engenheiros, a equipa de manutenção e os operários de máquinas otimizem o consumo de ar comprimido.
Aplicações e componentes para melhorar a eficiência energética
Integração de sensores
Os sensores de pressão, de pressão diferencial para elementos de filtro, ou de taxa de fluxo para a supervisão do consumo fornecem dados úteis para a gestão da manutenção preventiva, uma vez que detetam avarias.
Unidades de controlo e medição de ar comprimido
Os componentes da série MSE6 da Festo são unidades de eficiência energética. A E2M reduz e controla de forma automática o consumo nas máquinas quando se encontram em standby e localiza as fugas. A C2M mantém, também, um nível de pressão mínimo e ajustável para facilitar o arranque suave da máquina. Esta unidade permite incorporar uma D2M escrava, o que torna possível controlar duas linhas de ar independentes com o mesmo PLC; adicionar uma extensão (CPX-IO Terminal, por exemplo) com até três módulos de entradas e saídas; ou combinar a extensão com a unidade D2M, em função das nossas necessidades.
Distribuição do ar comprimido
Para que não se produzam perdas de pressão nas redes de distribuição, é preciso evitar tubos longos, materiais inadequados, acessórios angulares estreitos, sifões, reduções de diâmetro do sistema e que as válvulas e os conectores tenham um diâmetro igual ou superior ao da instalação.
É altamente recomendável criar uma rede com distribuição em anel fechado, em vez de tubos com ponta terminal. É importante dimensionar de forma correta os diâmetros tanto dos tubos gerais como dos flexíveis, e utilizar materiais com pouca rugosidade interior, que não são afetados pela água.
Embora definir a pressão do sistema ajude na eficiência energética (por cada bar a menos, poupa cerca de 6% de energia), para o bom funcionamento do sistema é muito importante ter em conta a taxa de fluxo de pico necessária para a máquina e como esta se comporta com pressões inferiores às habituais da instalação.
Sectorizar a rede de ar comprimido permite cortar a alimentação das áreas que não estão produtivas, permitindo uma maior taxa de fluxo nas áreas que estão a trabalhar e evitando fugas na área fechada.
Qualidade do ar comprimido
A presença de contaminantes, como partículas, humidade ou óleos, reduz significativamente a eficiência dos componentes pneumáticos; podem provocar fugas nos atuadores e nas válvulas, ou atrasos nos tempos de ciclo. Portanto, é necessário definir a qualidade do ar comprimido de acordo com o estabelecido na norma ISO 8573-1:2010, e consequentemente dimensionar e unidade de manutenção. A Festo fornece aplicações de software muito úteis para isso.
Reduzir a pressão nos movimentos que não são exigentes
É normal que para regular a pressão de uma das câmaras de um atuador seja utilizado um controlador de pressão instalado entre a válvula e aquele, mas não é o mais recomendável, uma vez que o manómetro oscila do máximo para zero a cada ciclo, e ao longo do tempo costuma desajustar-se e indicar valores errados. Por outro lado, quando o atuador está acionado no sentido oposto ao da câmara onde está o controlador, não é exibido nenhum valor e não é possível ajustá-lo. Estes problemas são solucionados intercalando elementos, como controladores, entre a válvula e a placa base, tanto em terminais de válvulas como em válvulas individuais, que otimizam o nível do consumo e, por isso, contribuem para a poupança dos custos.
Conexões pneumáticas Os conectores e os tubos contribuem para a eficiência energética. É necessário utilizar conectores e acessórios de conexão pneumática rápida e sem fugas, e evitar cortar os tubos com ferramentas convencionais. O corte perpendicular com uma ferramenta adequada evita deformações na parte em que o conector é introduzido e assegura um bom contacto com o retentor, o que impede as fugas.
Ar de sopro e limpeza Selecionar os bicos corretos, reduzir o nível da pressão no ponto de sopro, realizar o sopro sob demanda, adequar o ar que é utilizado para a limpeza ou para impedir a entrada de pó em dispositivos como garras à pressão necessária ou executar sopros por pulsos contribuem para a eficiência energética do sistema. A instalação de uma válvula de pulsos, Plug & Save, da Festo contribui com grande eficiência e poupança.
Os produtos e o suporte técnico da Festo tornam possível o funcionamento das instalações de produção energeticamente mais eficiente, mais ecológico e mais sustentável no tempo.
